Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Дренаж на орошаемых землях


Виды дренажа и условия его применения

Если ми­нерализованные грунтовые воды залегают на глубине менее критической, их естественный отток недостато­чен, а комплекс агротехнических и гидромелиоративных мероприятий по предупреждению засоления и забола­чивания почвы не обеспечивает нужного понижения уровней грунтовых вод, то их отток увеличивают искус­ственно —  устройством дренажа.

Под дренажем на оросительных системах понимают совокупность гидротехнических сооружений (кол­лекторов, скважин, насосных станций), с помощью ко­торых собирают и отводят с орошаемого массива почвенно-грунтовые воды.

На орошаемых землях дренаж применяют для пони­жения уровня грунтовых вод, для рассоления засолен­ных почв и предупреждения их вторичного засоления.

Дренаж на оросительных системах делится на гори­зонтальный, вертикальный и комбинированный.

Горизонтальный дренаж различают: по конструк­ции — открытый и закрытый; по назначению и располо­жению — систематический, выборочный и линейный; по времени работы — постоянный и временный; по глуби­не прорезания водоносного пласта — совершенный и несовершенный.

Открытый дренаж состоит из глубоких каналов в выемке, а закрытый — из труб, проложенных в земле, которые принимают грунтовую воду из почвы и подают ее в коллекторы, отводящие воду в водоприемники.

Систематический дренаж это система горизон­тальных дрен, расположенных более или менее равно­мерно по всей дренируемой территории. Первичные дре­ны, объединяемые одним коллектором, располагают обычно параллельно друг другу.

Выборочный дренаж — система дрен, расположен­ных сравнительно редко в пониженных элементах рельефа.

Линейный дренаж (головной или береговой, или от­сечный) располагают на дренируемой территории или вне ее по фронту питания грунтовых вод орошаемой территории. Он перехватывает внешний приток грунто­вых вод на орошаемый массив и отводит его за пределы орошаемой территории. Головной дренаж строят вдоль верхней границы территории, береговой — вдоль бере­га реки или водохранилища.

Постоянный дренаж работает постоянно, а времен­ный, как правило, только в период капитальной промывки почвы ( 1…1,5 месяца).

Совершенные дрены прорезают всю толщу водоно­сного пласта, а несовершенные (висячие) — лишь ча­стично, не на всю глубину.

Вертикальные дрены — скважины, которые прореза­ют грунтовые безнапорные воды или вскрывают напорные (артезианские) подземные воды; вода из скважин откачивается насосами.

Комбинированный дренаж — сочетание горизон­тальных дрен с вертикальными разгрузочными скважи­нами, работающими на самоизлив (скважины-усилите­ли) без применения насосов.

Тип дренажа принимают в зависимости от гидрогеоло­гических, топографических, почвенных и хозяйственных условий участка на основе технико-экономических рас­четов.

Горизонтальный дренаж строят, как правило, при безнапорном питании грунтовых вод, редко при напорном.

Вертикальный дренаж строят при напорном питании и наличии мощных крупнозернистых песчаных или галечниковых водоносных слоев с напорными водами водопроводимостью водоносного слоя более 100 м2/сутки. При работе дренажа должен создаваться нисходящий ток воды.

Комбинированный дренаж строят, когда верхний сла­бопроницаемый слой мощностью до 1,5 м подстилается и подпитывается напорным горизонтом мощностью не более 10…15 м с хорошей водопроницаемостью.

Дренажная система (сельское хозяйство) - Drainage system (agriculture)

Сельскохозяйственная система дренажа является системой , по которой вода будет осушенная или в почве для повышения сельскохозяйственного производства зерновых культур . Это может включать любую комбинацию контроля ливневых стоков, контроля эрозии и контроля уровня воды .

Классификация

Классификация сельскохозяйственных дренажных систем.

Хотя в сельском хозяйстве используется более двух типов дренажных систем, существует два основных типа: (1) поверхностный дренаж и (2) подземный дренаж.

Урожайность (Y) и глубина грунтовых вод (X в дм)

На Рисунке 1 представлены различные типы дренажных систем. На нем показаны полевые (или внутренние) и основные (или внешние) системы. Функция полевой дренажной системы состоит в том, чтобы контролировать уровень грунтовых вод, тогда как функция основной дренажной системы заключается в сборе, транспортировке и сбросе воды через водосток или слив. В некоторых случаях проводится дополнительное различие между коллекторной и основной дренажной системами. Системы полевого дренажа подразделяются на системы поверхностного и подземного полевого дренажа.

Иногда (например, на орошаемых , затопленных рисовых полях ) требуется временный дренаж, при котором дренажной системе разрешается функционировать только в определенных случаях (например, в период сбора урожая). Если позволить работать непрерывно, будет потеряно чрезмерное количество воды. Такая система поэтому называется проверено , или под контролем , система дренажа .

Однако чаще всего дренажные системы предназначены для работы с максимально возможной регулярностью, чтобы предотвратить чрезмерное заболачивание в любой момент времени, и именно эта обычная дренажная система используется чаще всего. В сельскохозяйственной литературе это иногда также называют «рельефной дренажной системой».

Системы поверхностного водоотвода

Обычные системы поверхностного дренажа, которые начинают функционировать, как только выпадает избыток осадков или применяется орошение, работают исключительно под действием силы тяжести . Они состоят из измененных форм или преобразованных поверхностей земли и могут быть разделены на:

  • Слоистые системы, используемые на равнинах для других культур, кроме риса;
  • Градуированные системы, используемые на наклонных землях для выращивания других культур, кроме риса.

Наслоенные и ступенчатые системы могут иметь гребни и борозды.

Проверяемые поверхностные дренажные системы состоят из контрольных затворов, установленных на насыпях, окружающих плоские бассейны, например, те, которые используются для рисовых полей на равнинах. Эти поля обычно находятся под водой, и их необходимо осушать только в определенных случаях (например, во время сбора урожая). Проверенные системы поверхностного дренажа также встречаются на террасных землях, используемых для выращивания риса.

В литературе можно найти немного информации о взаимосвязи между различными системами дренажа регулярных поверхностных полей, снижением степени заболачивания и воздействием на сельское хозяйство или окружающую среду. Поэтому трудно разработать надежные сельскохозяйственные критерии для обычных систем поверхностного дренажа полей. Большинство известных критериев для этих систем касается эффективности методов планировки земли и землеройных работ.

Точно так же не очень хорошо известны сельскохозяйственные критерии для проверенных систем поверхностного дренажа ...

Системы подземного дренажа

Кружка и слив для подошвы (Шотландия, 18 век)

Как и системы поверхностного полевого дренажа, подземные полевые дренажные системы также можно разделить на обычные системы и контролируемые (контролируемые) системы.

Система контролируемого дренажа

Когда слив дренажа происходит полностью самотеком, оба типа подземных систем имеют много общего, за исключением того, что проверенные системы имеют контрольные заслонки, которые можно открывать и закрывать в зависимости от необходимости. Они могут сэкономить много воды для полива. Проверяется дренажная система также уменьшает разряд через основной дренажной системы, тем самым снижая затраты на строительство.

Когда слив происходит перекачкой , слив можно проверить, просто отключив насосы или сократив время откачки. На северо-западе Индии эта практика повысила эффективность орошения и уменьшила количество необходимой воды для орошения и не привела к чрезмерному засолению .

Параметры горизонтального дренажа Параметры вертикального дренажа

Системы подземного полевого дренажа состоят из горизонтальных или слегка наклонных каналов, проложенных в почве; это могут быть открытые канавы , траншеи, заполненные хворостом и почвенной крышкой, заполненные камнями и почвенной крышкой, подземные водостоки, плиточные водостоки или кротовые водостоки, но они также могут состоять из ряда колодцев.

Современные подземные дренажные трубы часто состоят из гофрированных, гибких и перфорированных пластиковых (ПЭ или ПВХ) трубопроводов, обернутых оболочкой или фильтрующим материалом для улучшения проницаемости вокруг труб и предотвращения попадания частиц почвы, что особенно важно в мелкозернистых песчаных почвах. и илистые почвы. Обивка может состоять из синтетического волокна ( геотекстиля ).

В поле дрены (или отводы ) выполнять свои воды в коллектор или основной системы либо посредством силы тяжести или путем откачки .

Колодцы (которые могут быть открытыми колодцами или трубчатыми колодцами ) обычно должны закачиваться, но иногда они соединяются со стоками для сброса под действием силы тяжести.

Подземный дренаж скважинами часто называют вертикальным дренажем, а дренаж по каналам - горизонтальным дренажем, но более понятным является «полевой дренаж из колодцев» и «полевой дренаж из канав или труб» соответственно.

В некоторых случаях, закрытый дренаж может быть достигнуто лишь путем разрушения медленно проницаемых слоев почвы путем глубокой вспашкой ( к югу от загрязнения ), при условии , что под землей есть достаточный естественный дренаж. В других случаях проблему может решить сочетание недозагрязненных и подземных стоков.

Основные дренажные системы

Глубокий сток коллектора

Основные дренажные системы состоят из глубоких или неглубоких коллекторов, а также основных дренажных или канализационных дренажей.

Глубокие дренажи коллектора требуются для систем подземного полевого дренажа, тогда как неглубокие дренажи коллектора используются для систем поверхностного дренажа, но их также можно использовать для подземных систем с закачкой. Глубинные коллекторы могут состоять из открытых канав или заглубленных трубопроводов.

Термины « глубокие коллекторы» и « мелкие коллекторы» относятся скорее к глубине уровня воды в коллекторе под поверхностью почвы, чем к глубине дна коллектора. Глубина дна определяется как глубиной уровня воды, так и необходимой пропускной способностью.

Глубинные коллекторы могут либо сбрасывать свою воду в глубокие магистральные стоки (которые являются сточными водами, которые не получают воду непосредственно из полевых стоков, а только из коллекторов), либо их вода может быть перекачана в канализацию.

Дренажные стоки - это основные стоки, в которых глубина уровня воды ниже поверхности почвы не ограничена до минимума, а уровень воды может даже быть выше поверхности почвы при условии, что для предотвращения затопления сделаны насыпи. Сточные воды могут использоваться как в подземных, так и в наземных дренажных системах.

Насосная станция Van Sasse в Граве , Нидерланды

Глубокие магистральные стоки могут постепенно превратиться в сливные, если им будет придан меньший уклон, чем уклон земли вдоль дренажа.

Технические критерии, применимые к основным дренажным системам, зависят от гидрологической ситуации и типа системы.

Главный дренажный выход

Конечная точка основной дренажной системы - это самотечное выпускное сооружение или насосная станция .

Приложения

Системы поверхностного дренажа обычно применяются на относительно равнинных землях с почвами с низкой или средней инфильтрационной способностью или на землях с интенсивными осадками, которые превышают нормальную инфильтрационную способность, так что на поверхности почвы происходит частое переувлажнение.

Системы подземного дренажа используются, когда проблема дренажа в основном связана с неглубокими водными горизонтами.

Когда происходит как поверхностное, так и подземное переувлажнение, требуется комбинированная система поверхностного / подземного дренажа.

Иногда система подземного дренажа устанавливается в почвах с низкой инфильтрационной способностью, где проблема поверхностного дренажа может настолько улучшить структуру почвы и инфильтрационную способность, что система поверхностного дренажа больше не требуется.

С другой стороны, также может случиться, что система поверхностного дренажа уменьшает подпитку грунтовых вод до такой степени, что проблема подземного дренажа значительно уменьшается или даже устраняется.

Выбор между системой подземного дренажа с помощью труб и канав или трубчатых колодцев больше зависит от технических критериев и затрат, чем от сельскохозяйственных критериев, потому что оба типа систем могут быть спроектированы так, чтобы соответствовать одним и тем же сельскохозяйственным критериям и обеспечивать одинаковые преимущества. Обычно водостоки или канавы предпочтительнее колодцев. Однако, когда почва состоит из плохо проницаемого верхнего слоя толщиной в несколько метров, перекрывающего быстро проницаемый и глубокий грунт , колодцы могут быть лучшим вариантом, потому что расстояние между дренажами, требуемое для труб или канав, будет значительно меньше, чем расстояние для колодцев.

Процедуры проектирования дренажа

Когда земля нуждается в подземной дренажной системе, но соленые грунтовые воды присутствуют на большой глубине, лучше использовать мелкую, близко расположенную систему труб или канав вместо глубокой, широко разнесенной системы. Причина в том, что более глубокие системы производят более соленые стоки, чем мелкие. В таком случае экологические критерии могут запретить использование более глубоких систем.

В некоторых дренажных проектах можно обнаружить, что предусмотрены только магистральные дренажные системы. В этом случае сельскохозяйственные земли, вероятно, все еще будут испытывать проблемы с дренажем полей. В других случаях можно обнаружить, что полевые дренажные системы неэффективны из-за отсутствия адекватной основной дренажной системы. В любом случае установка дренажных систем не рекомендуется.

Справка: дает общее описание дренажа земель в мире и показывает статью о типах систем дренажа сельскохозяйственных земель, используемых в различных частях мира.

Конструкция дренажной системы

Анализ положительных и отрицательных (побочных) эффектов дренажа и оптимизация конструкции дренажа в соответствии с процедурами проектирования дренажа обсуждается в статье « Исследование дренажа» .

Смотрите также

Ссылки

Сельскохозяйственный дренаж › Новости Санкт-Петербурга › MR-7.ru

Осушительный дренаж проводится в тех местах, где глубина залегания грунтовых вод меньше нормы осушения, необходимой для получения высоких урожаев. Один из самых распространенных вариантов — линейный (горизонтально расположенный) трубчатый дренаж.

Он представляет собой систему перфорированных дренажных труб, расположенных по всему участку, обсыпанных гравием и обернутых слоем геотекстиля для фильтрации вод. Грунтовая вода просачивается в отверстия под действием разности напоров, поэтому глубина закладки дренажа должна быть больше нормы осушения. Поступая в трубу, вода стекает в открытые или закрытые водосборники и сбрасывается за пределы осушаемой территории в ближайший водоем. Для того чтобы вода текла в нужном направлении, дренажным линиям (не длиннее 150–200 м) необходимо придать соответствующий уклон (не менее 0.002). Самые активные периоды работы дренажной системы (водоотвода) — осень (частые дожди) и весна, когда талые воды сильно размывают почву.

Способы и виды дренажа

Пластмассовый дренаж
Пластиковые трубы с перфорацией или продольными щелями укладываются в открытую траншею, или формуются вслед за дренером (бестраншейный дренаж), что позволяет полностью механизировать прокладку. Кроме того, пластик долговечен и легко подгоняется при монтаже.

Гончарный дренаж
Один из старейших из известных способов глубинного дренажа. Для этого используются короткие гончарные трубы (33 см.), обернутые фильтрующим слоем. Срок службы такого дренажа составляет 50-80 лет. Его можно использовать и на торфяниках, но только после предварительного осушения участка открытыми каналами. Ускорить отток поверхностных вод можно при помощи системы закрытых собирателей. Длина собирателей может достигать 150-200 метров, при расстоянии между ними 30-60 м, учитывая дополнительный кротовый дренаж.

Кротовый дренаж
Кротовый дренаж — это система полостей с неукрепленными стенками, равномерно распределенных по площади через 2-10 м одна от другой на глубине 0,6-0,8 м. Срок службы такой системы — до пяти лет. Она применяется в глинистой почве, слаборазложившихся торфяниках и других кротоустойчивых грунтах.

Рассоляющий дренаж
Этот вид дренажа находит применение на территориях, где требуется понижение грунтовых вод, отвод промывных вод и борьба с засолением орошаемых земель, расположенных в засушливых зонах. Такой дренаж проводится в два этапа: начинается с мелиоративного процесса, который длится 1-2 года. За это время рассоляется одно- двухметровый слой и отводятся засоленные грунтовые воды. Затем следует уже непосредственная эксплуатация с поддержанием достигнутых результатов.

Применение горизонтального и вертикального дренажа

На орошаемых землях может применяться как горизонтальный, так и вертикальный рассоляющий дренаж. Горизонтальный глубинный (около 3 м) трубчатый дренаж считается наиболее целесообразным. В мелиоративный период он дополняется открытыми каналами глубиной около 1 м на расстоянии примерно 20-50 м. Дрены из гончарных, пластмассовых (2 вида в зависимости от отверстий) или асбестоцементных труб укладываются в траншею и обсыпаются гравием. Рекомендуемая длина таких труб — до 1 км с уклоном дна не менее 0.001, и промежуточным расстоянием 150-400 м. Для успешной работы горизонтального рассоляющего дренажа требуется бесподпорная работа дренажной сети и нормальный сброс вод в приемник. Если самотечный сброс невозможен — устраиваются насосные станции.

Вертикальный дренаж представляет собой систему равномерно распределенных на территории скважин. Из каждой требуется регулярно откачивать воду. Полные характеристики такой скважины: глубина 30-150, диаметр 15-20 см, высота качания 6-20 м, расход воды 25-300 л/сек. Обычно на территории 50-200 гектар размещают по одной скважине. Вертикальный дренаж может успешно работать при наличии достаточно мощного водопроницаемого пласта, находящегося в гидравлической связи с осушаемым грунтом. Собравшуюся в скважинах воду можно использовать для орошения.

Для перехвата подземных вод, поступающих с возвышенностей, используются головной (отсечной) дренаж. Для защиты от затопления и подтопления земель водами водохранилищ и рек служат завесы (береговой дренаж). Для этого применяются дрены большого диаметра (иногда в рост человека) или вертикальные колодцы с самооттоком или групповой откачкой. Их устраивают вдоль границ защищаемой территории.

При выполнении столь ответственной и сложной задачи необходимы точные расчеты и качественное оборудование. Компания «ГидроГрупп» располагает опытными специалистами, а также всеми необходимыми составляющими для устройства крупных и сложных дренажных систем. Ассортимент продукции на складах регулярно пополняется не только от известных зарубежных производителей, но также и из собственной производственной базы.
 

орошение и дренаж | Определение, история, системы и факты

Первое, что нужно учитывать при планировании ирригационного проекта, - это развитие водоснабжения. Водоснабжение можно разделить на наземные и подземные. Хотя как поверхностные, так и подземные воды поступают из осадков, таких как дождь или снег, гораздо труднее определить происхождение подземных вод.

При планировании поверхностного водоснабжения необходимо провести обширные исследования стока в ручье или реке, которая будет использоваться.Если речной сток измерялся регулярно в течение длительного периода, включая периоды засухи и наводнения, исследования значительно упрощаются. На основе данных о водном потоке можно определить минимальный, максимальный, среднесуточный и среднемесячный расход; размер плотин, водосбросов и нижнего русла; а также необходимое сезонное и переходящее хранение. Если адекватные данные о речном стоке недоступны, речной сток можно оценить по данным о дожде и снегу или по данным о стоке из близлежащих ручьев, которые имеют аналогичные климатические и физико-географические условия.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Качество, а также количество поверхностных вод являются фактором. Двумя наиболее важными факторами являются количество переносимого ила, а также вид и количество солей, растворенных в воде. Если содержание ила велико, в резервуаре будут откладываться отложения, что приведет к увеличению затрат на техническое обслуживание и сокращению срока полезного использования. Если концентрация соли высока, она может повредить посевы или накапливаться в почве и в конечном итоге сделать ее непродуктивной.

Подземные источники воды должны быть исследованы так же тщательно, как и поверхностные. В целом о подземных запасах воды известно меньше, чем о поверхностных запасах, поэтому подземные запасы труднее исследовать. Инженеры, планирующие проект, должны знать протяженность основного геологического источника воды (водоносный горизонт), а также величину, на которую уровень воды понижается путем откачки, и скорость подпитки водоносного горизонта. Часто единственный способ надежно получить эти данные для инженера - это пробурить испытательные скважины и провести измерения на месте.В идеале проект планируется так, чтобы не использовать больше подземных вод, чем пополняется. В противном случае вода считается «добытой», что означает, что она используется как природный ресурс, а ее использование считается неустойчивым.

Два источника воды, о которых не часто думают неспециалисты, - это роса и сточные воды или сточные воды. В некоторых частях мира, например, в Израиле и части Австралии, где атмосферные условия являются подходящими, ночью может скапливаться достаточное количество росы, чтобы обеспечить воду для орошения.В других местах сточных вод от некоторых промышленных предприятий и муниципалитетов достаточно для орошения относительно небольших площадей. В последнее время из-за большего внимания к более чистой воде в ручьях возрос интерес к этой последней практике.

В некоторых странах (например, в Египте) сточные воды являются ценным источником воды. В других странах, например в США, орошение рассматривается как средство отвода сточных вод в качестве заключительного этапа процесса очистки сточных вод. Если вода не содержит необычных химических солей, таких как натрий, она обычно удовлетворительного качества для сельскохозяйственного орошения.Там, где эта практика используется в основном как средство удаления, задействуются большие площади, и выбор культуры имеет решающее значение. Обычно только трава или деревья выдерживают круглогодичное применение.

Прежде чем будет обеспечено водоснабжение, необходимо определить право на него. В странах и штатах действуют самые разные законы и обычаи, определяющие право собственности на воду. Если развитие системы водоснабжения преследует единственную цель, то определение собственности может быть относительно простым; но если проект является многоцелевым, как большинство современных разработок, может быть трудно определить собственность, и необходимо выработать соглашения между странами, штатами, муниципалитетами и частными владельцами.

Площадь, которую можно орошать за счет водоснабжения, зависит от погоды, типа выращиваемой культуры и почвы. Было разработано множество методов для оценки этих факторов и прогнозирования необходимого среднегодового количества осадков. Некоторое типичное годовое количество осадков, необходимое для пахотных земель на западе США, составляет от 305 до 760 мм (от 12 до 30 дюймов) для зерновых культур и от 610 до 1525 мм (от 24 до 60 дюймов) для кормов. На Ближнем Востоке для хлопка требуется около 915 мм (36 дюймов), тогда как для риса может потребоваться в два-три раза больше.Во влажных регионах США, где ирригация дополняет количество осадков, зерновым культурам может потребоваться от 150 до 230 мм (от 6 до 9 дюймов) воды. Помимо удовлетворения потребностей сельскохозяйственных культур, необходимо учитывать потери воды непосредственно на испарение и во время транспортировки на поля.

Транспортные системы

Тип транспортной системы, используемой для ирригационного проекта, часто определяется источником водоснабжения. Если используется поверхностный водопровод, обычно требуется большая система каналов или трубопроводов для подачи воды на фермы, поскольку резервуар, вероятно, будет удален от места использования.Если используется подземная вода, забираемая из скважин, требуется гораздо меньшая транспортная система, хотя могут использоваться каналы или трубопроводы. Транспортная система будет, насколько это возможно, зависеть от гравитационного потока, при необходимости дополненного перекачкой. Из водопровода вода поступает в ответвления или боковые каналы и, наконец, к распределителям, обслуживающим группы ферм. Требуется множество вспомогательных сооружений, включая водосливы (водозаборные дамбы), шлюзы и другие типы плотин. Каналы обычно облицовываются бетоном для предотвращения потерь на просачивание, контроля роста сорняков, устранения опасности эрозии и сокращения затрат на техническое обслуживание.Самый распространенный тип строительства бетонных каналов - это профилирование. В этом типе строительства канал вырывается с точным желаемым поперечным сечением, и бетон кладется на земляные стороны и дно.

оросительный канал

оросительный канал на фермерском поле.

© Джим Паркин / Fotolia

Трубопроводы могут быть построены из различных материалов. Большие линии обычно бетонные, тогда как боковые стороны могут быть из бетона, цементно-асбестового, жесткого пластика, алюминия или стали.Хотя трубопроводы более дорогостоящие, чем открытые трубопроводы, они не требуют земли после строительства, несут незначительные потери от испарения и не страдают от роста водорослей.

Применение воды

После того, как вода достигнет фермы, ее можно наносить поверхностным, подземным или дождевальным методами. Поверхностное орошение обычно используется только там, где земля имеет равномерный уклон. Для других методов профилирование земли не требуется. Каждый метод включает в себя несколько вариаций, здесь рассматриваются только наиболее распространенные.

оросительные машины

оросительные оросители.

© Bronwyn Photo / Fotolia

Системы поверхностного орошения обычно классифицируются как паводковые или бороздчатые. В системе наводнения вода подается на край поля и может перемещаться по всей поверхности на противоположную сторону поля. Зерновые и кормовые культуры нередко орошаются паводковыми методами. Система бороздок используется для пропашных культур, таких как кукуруза (кукуруза), хлопок, сахарная свекла и картофель.Между рядами посевов вспахивают борозды, а вода направляется по бороздам. В обоих типах систем поверхностного орошения канавы для сточных вод у нижней кромки полей позволяют удалять избыток воды для использования в других местах и ​​предотвращения заболачивания.

Субирригация - менее распространенный метод. Непроницаемый слой должен располагаться под корневой зоной растения, но рядом с ней, чтобы вода оставалась в корневой зоне. Если это условие существует, вода подается в почву через водостоки или канавы.

Спринклеры все чаще используются для орошения сельскохозяйственных земель. Подготовка не требуется или не требуется, нормы внесения можно контролировать, а систему можно использовать для защиты от замерзания и внесения химикатов, таких как пестициды, гербициды и удобрения. Спринклеры варьируются от тех, которые применяют воду в виде тумана, до тех, которые применяют дюйм или больше в час.

.

орошение и дренаж | Определение, история, системы и факты

Первое, что нужно учитывать при планировании ирригационного проекта, - это развитие водоснабжения. Водоснабжение можно разделить на наземные и подземные. Хотя как поверхностные, так и подземные воды поступают из осадков, таких как дождь или снег, гораздо труднее определить происхождение подземных вод.

При планировании поверхностного водоснабжения необходимо провести обширные исследования стока в ручье или реке, которая будет использоваться.Если речной сток измерялся регулярно в течение длительного периода, включая периоды засухи и наводнения, исследования значительно упрощаются. На основе данных о водном потоке можно определить минимальный, максимальный, среднесуточный и среднемесячный расход; размер плотин, водосбросов и нижнего русла; а также необходимое сезонное и переходящее хранение. Если адекватные данные о речном стоке недоступны, речной сток можно оценить по данным о дожде и снегу или по данным о стоке из близлежащих ручьев, которые имеют аналогичные климатические и физико-географические условия.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Качество, а также количество поверхностных вод являются фактором. Двумя наиболее важными факторами являются количество переносимого ила, а также вид и количество солей, растворенных в воде. Если содержание ила велико, в резервуаре будут откладываться отложения, что приведет к увеличению затрат на техническое обслуживание и сокращению срока полезного использования. Если концентрация соли высока, она может повредить посевы или накапливаться в почве и в конечном итоге сделать ее непродуктивной.

Подземные источники воды должны быть исследованы так же тщательно, как и поверхностные. В целом о подземных запасах воды известно меньше, чем о поверхностных запасах, поэтому подземные запасы труднее исследовать. Инженеры, планирующие проект, должны знать протяженность основного геологического источника воды (водоносный горизонт), а также величину, на которую уровень воды понижается путем откачки, и скорость подпитки водоносного горизонта. Часто единственный способ надежно получить эти данные для инженера - это пробурить испытательные скважины и провести измерения на месте.В идеале проект планируется так, чтобы не использовать больше подземных вод, чем пополняется. В противном случае вода считается «добытой», что означает, что она используется как природный ресурс, а ее использование считается неустойчивым.

Два источника воды, о которых не часто думают неспециалисты, - это роса и сточные воды или сточные воды. В некоторых частях мира, например, в Израиле и части Австралии, где атмосферные условия являются подходящими, ночью может скапливаться достаточное количество росы, чтобы обеспечить воду для орошения.В других местах сточных вод от некоторых промышленных предприятий и муниципалитетов достаточно для орошения относительно небольших площадей. В последнее время из-за большего внимания к более чистой воде в ручьях возрос интерес к этой последней практике.

В некоторых странах (например, в Египте) сточные воды являются ценным источником воды. В других странах, например в США, орошение рассматривается как средство отвода сточных вод в качестве заключительного этапа процесса очистки сточных вод. Если вода не содержит необычных химических солей, таких как натрий, она обычно удовлетворительного качества для сельскохозяйственного орошения.Там, где эта практика используется в основном как средство удаления, задействуются большие площади, и выбор культуры имеет решающее значение. Обычно только трава или деревья выдерживают круглогодичное применение.

Прежде чем будет обеспечено водоснабжение, необходимо определить право на него. В странах и штатах действуют самые разные законы и обычаи, определяющие право собственности на воду. Если развитие системы водоснабжения преследует единственную цель, то определение собственности может быть относительно простым; но если проект является многоцелевым, как большинство современных разработок, может быть трудно определить собственность, и необходимо выработать соглашения между странами, штатами, муниципалитетами и частными владельцами.

Площадь, которую можно орошать за счет водоснабжения, зависит от погоды, типа выращиваемой культуры и почвы. Было разработано множество методов для оценки этих факторов и прогнозирования необходимого среднегодового количества осадков. Некоторое типичное годовое количество осадков, необходимое для пахотных земель на западе США, составляет от 305 до 760 мм (от 12 до 30 дюймов) для зерновых культур и от 610 до 1525 мм (от 24 до 60 дюймов) для кормов. На Ближнем Востоке для хлопка требуется около 915 мм (36 дюймов), тогда как для риса может потребоваться в два-три раза больше.Во влажных регионах США, где ирригация дополняет количество осадков, зерновым культурам может потребоваться от 150 до 230 мм (от 6 до 9 дюймов) воды. Помимо удовлетворения потребностей сельскохозяйственных культур, необходимо учитывать потери воды непосредственно на испарение и во время транспортировки на поля.

Транспортные системы

Тип транспортной системы, используемой для ирригационного проекта, часто определяется источником водоснабжения. Если используется поверхностный водопровод, обычно требуется большая система каналов или трубопроводов для подачи воды на фермы, поскольку резервуар, вероятно, будет удален от места использования.Если используется подземная вода, забираемая из скважин, требуется гораздо меньшая транспортная система, хотя могут использоваться каналы или трубопроводы. Транспортная система будет, насколько это возможно, зависеть от гравитационного потока, при необходимости дополненного перекачкой. Из водопровода вода поступает в ответвления или боковые каналы и, наконец, к распределителям, обслуживающим группы ферм. Требуется множество вспомогательных сооружений, включая водосливы (водозаборные дамбы), шлюзы и другие типы плотин. Каналы обычно облицовываются бетоном для предотвращения потерь на просачивание, контроля роста сорняков, устранения опасности эрозии и сокращения затрат на техническое обслуживание.Самый распространенный тип строительства бетонных каналов - это профилирование. В этом типе строительства канал вырывается с точным желаемым поперечным сечением, и бетон кладется на земляные стороны и дно.

оросительный канал

оросительный канал на фермерском поле.

© Джим Паркин / Fotolia

Трубопроводы могут быть построены из различных материалов. Большие линии обычно бетонные, тогда как боковые стороны могут быть из бетона, цементно-асбестового, жесткого пластика, алюминия или стали.Хотя трубопроводы более дорогостоящие, чем открытые трубопроводы, они не требуют земли после строительства, несут незначительные потери от испарения и не страдают от роста водорослей.

Применение воды

После того, как вода достигнет фермы, ее можно наносить поверхностным, подземным или дождевальным методами. Поверхностное орошение обычно используется только там, где земля имеет равномерный уклон. Для других методов профилирование земли не требуется. Каждый метод включает в себя несколько вариаций, здесь рассматриваются только наиболее распространенные.

оросительные машины

оросительные оросители.

© Bronwyn Photo / Fotolia

Системы поверхностного орошения обычно классифицируются как паводковые или бороздчатые. В системе наводнения вода подается на край поля и может перемещаться по всей поверхности на противоположную сторону поля. Зерновые и кормовые культуры нередко орошаются паводковыми методами. Система бороздок используется для пропашных культур, таких как кукуруза (кукуруза), хлопок, сахарная свекла и картофель.Между рядами посевов вспахивают борозды, а вода направляется по бороздам. В обоих типах систем поверхностного орошения канавы для сточных вод у нижней кромки полей позволяют удалять избыток воды для использования в других местах и ​​предотвращения заболачивания.

Субирригация - менее распространенный метод. Непроницаемый слой должен располагаться под корневой зоной растения, но рядом с ней, чтобы вода оставалась в корневой зоне. Если это условие существует, вода подается в почву через водостоки или канавы.

Спринклеры все чаще используются для орошения сельскохозяйственных земель. Подготовка не требуется или не требуется, нормы внесения можно контролировать, а систему можно использовать для защиты от замерзания и внесения химикатов, таких как пестициды, гербициды и удобрения. Спринклеры варьируются от тех, которые используют воду в виде тумана, до тех, которые применяют дюйм или больше в час.

.

орошение и дренаж | Определение, история, системы и факты

Первое, что нужно учитывать при планировании ирригационного проекта, - это развитие водоснабжения. Водоснабжение можно разделить на наземные и подземные. Хотя как поверхностные, так и подземные воды поступают из осадков, таких как дождь или снег, гораздо труднее определить происхождение подземных вод.

При планировании поверхностного водоснабжения необходимо провести обширные исследования стока в ручье или реке, которая будет использоваться.Если речной сток измерялся регулярно в течение длительного периода, включая периоды засухи и наводнения, исследования значительно упрощаются. На основе данных о водном потоке можно определить минимальный, максимальный, среднесуточный и среднемесячный расход; размер плотин, водосбросов и нижнего русла; а также необходимое сезонное и переходящее хранение. Если адекватные данные о речном стоке недоступны, речной сток можно оценить по данным о дожде и снегу или по данным о стоке из близлежащих ручьев, которые имеют аналогичные климатические и физико-географические условия.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Качество, а также количество поверхностных вод являются фактором. Двумя наиболее важными факторами являются количество переносимого ила, а также вид и количество солей, растворенных в воде. Если содержание ила велико, в резервуаре будут откладываться отложения, что приведет к увеличению затрат на техническое обслуживание и сокращению срока полезного использования. Если концентрация соли высока, она может повредить посевы или накапливаться в почве и в конечном итоге сделать ее непродуктивной.

Подземные источники воды должны быть исследованы так же тщательно, как и поверхностные. В целом о подземных запасах воды известно меньше, чем о поверхностных запасах, поэтому подземные запасы труднее исследовать. Инженеры, планирующие проект, должны знать протяженность основного геологического источника воды (водоносный горизонт), а также величину, на которую уровень воды понижается путем откачки, и скорость подпитки водоносного горизонта. Часто единственный способ надежно получить эти данные для инженера - это пробурить испытательные скважины и провести измерения на месте.В идеале проект планируется так, чтобы не использовать больше подземных вод, чем пополняется. В противном случае вода считается «добытой», что означает, что она используется как природный ресурс, а ее использование считается неустойчивым.

Два источника воды, о которых не часто думают неспециалисты, - это роса и сточные воды или сточные воды. В некоторых частях мира, например, в Израиле и части Австралии, где атмосферные условия являются подходящими, ночью может скапливаться достаточное количество росы, чтобы обеспечить воду для орошения.В других местах сточных вод от некоторых промышленных предприятий и муниципалитетов достаточно для орошения относительно небольших площадей. В последнее время из-за большего внимания к более чистой воде в ручьях возрос интерес к этой последней практике.

В некоторых странах (например, в Египте) сточные воды являются ценным источником воды. В других странах, например в США, орошение рассматривается как средство отвода сточных вод в качестве заключительного этапа процесса очистки сточных вод. Если вода не содержит необычных химических солей, таких как натрий, она обычно удовлетворительного качества для сельскохозяйственного орошения.Там, где эта практика используется в основном как средство удаления, задействуются большие площади, и выбор культуры имеет решающее значение. Обычно только трава или деревья выдерживают круглогодичное применение.

Прежде чем будет обеспечено водоснабжение, необходимо определить право на него. В странах и штатах действуют самые разные законы и обычаи, определяющие право собственности на воду. Если развитие системы водоснабжения преследует единственную цель, то определение собственности может быть относительно простым; но если проект является многоцелевым, как большинство современных разработок, может быть трудно определить собственность, и необходимо выработать соглашения между странами, штатами, муниципалитетами и частными владельцами.

Площадь, которую можно орошать за счет водоснабжения, зависит от погоды, типа выращиваемой культуры и почвы. Было разработано множество методов для оценки этих факторов и прогнозирования необходимого среднегодового количества осадков. Некоторое типичное годовое количество осадков, необходимое для пахотных земель на западе США, составляет от 305 до 760 мм (от 12 до 30 дюймов) для зерновых культур и от 610 до 1525 мм (от 24 до 60 дюймов) для кормов. На Ближнем Востоке для хлопка требуется около 915 мм (36 дюймов), тогда как для риса может потребоваться в два-три раза больше.Во влажных регионах США, где ирригация дополняет количество осадков, зерновым культурам может потребоваться от 150 до 230 мм (от 6 до 9 дюймов) воды. Помимо удовлетворения потребностей сельскохозяйственных культур, необходимо учитывать потери воды непосредственно на испарение и во время транспортировки на поля.

Транспортные системы

Тип транспортной системы, используемой для ирригационного проекта, часто определяется источником водоснабжения. Если используется поверхностный водопровод, обычно требуется большая система каналов или трубопроводов для подачи воды на фермы, поскольку резервуар, вероятно, будет удален от места использования.Если используется подземная вода, забираемая из скважин, требуется гораздо меньшая транспортная система, хотя могут использоваться каналы или трубопроводы. Транспортная система будет, насколько это возможно, зависеть от гравитационного потока, при необходимости дополненного перекачкой. Из водопровода вода поступает в ответвления или боковые каналы и, наконец, к распределителям, обслуживающим группы ферм. Требуется множество вспомогательных сооружений, включая водосливы (водозаборные дамбы), шлюзы и другие типы плотин. Каналы обычно облицовываются бетоном для предотвращения потерь на просачивание, контроля роста сорняков, устранения опасности эрозии и сокращения затрат на техническое обслуживание.Самый распространенный тип строительства бетонных каналов - это профилирование. В этом типе строительства канал вырывается с точным желаемым поперечным сечением, и бетон кладется на земляные стороны и дно.

оросительный канал

оросительный канал на фермерском поле.

© Джим Паркин / Fotolia

Трубопроводы могут быть построены из различных материалов. Большие линии обычно бетонные, тогда как боковые стороны могут быть из бетона, цементно-асбестового, жесткого пластика, алюминия или стали.Хотя трубопроводы более дорогостоящие, чем открытые трубопроводы, они не требуют земли после строительства, несут незначительные потери от испарения и не страдают от роста водорослей.

Применение воды

После того, как вода достигнет фермы, ее можно наносить поверхностным, подземным или дождевальным методами. Поверхностное орошение обычно используется только там, где земля имеет равномерный уклон. Для других методов профилирование земли не требуется. Каждый метод включает в себя несколько вариаций, здесь рассматриваются только наиболее распространенные.

оросительные машины

оросительные оросители.

© Bronwyn Photo / Fotolia

Системы поверхностного орошения обычно классифицируются как паводковые или бороздчатые. В системе наводнения вода подается на край поля и может перемещаться по всей поверхности на противоположную сторону поля. Зерновые и кормовые культуры нередко орошаются паводковыми методами. Система бороздок используется для пропашных культур, таких как кукуруза (кукуруза), хлопок, сахарная свекла и картофель.Между рядами посевов вспахивают борозды, а вода направляется по бороздам. В обоих типах систем поверхностного орошения канавы для сточных вод у нижней кромки полей позволяют удалять избыток воды для использования в других местах и ​​предотвращения заболачивания.

Субирригация - менее распространенный метод. Непроницаемый слой должен располагаться под корневой зоной растения, но рядом с ней, чтобы вода оставалась в корневой зоне. Если это условие существует, вода подается в почву через водостоки или канавы.

Спринклеры все чаще используются для орошения сельскохозяйственных земель. Подготовка не требуется или не требуется, нормы внесения можно контролировать, а систему можно использовать для защиты от замерзания и внесения химикатов, таких как пестициды, гербициды и удобрения. Спринклеры варьируются от тех, которые применяют воду в виде тумана, до тех, которые применяют дюйм или больше в час.

.

ГЛАВА 5 - ИРРИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА

ГЛАВА 5 - ИРРИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА



5.1 Главная водозаборное сооружение и насосная станция
5.2 Транспортировка и система распределения
5.3 Полевое применение системы
5.4 Дренажная система


Система орошения состоит из (основного) водозаборного сооружения или (основной) насосной станции, системы транспортировки, системы распределения, системы полевого внесения и дренажной системы (см.Рис.69).

Рис. 69. Система орошения

(основное) водозаборное сооружение или (основная) насосная станция направляет воду из источника подачи, такого как водохранилище или река, в ирригационную систему.

Транспортная система обеспечивает транспортировку воды от основного водозаборного сооружения или главной насосной станции до полевых котлованов.

Распределительная система обеспечивает транспортировку воды через полевые канавы к орошаемым полям.

Система полевого внесения обеспечивает транспортировку воды по полям.

Дренажная система удаляет лишнюю воду (вызванную дождем и / или орошением) с полей.


5.1.1 Основное водозаборное сооружение
5.1.2 Насосная станция


5.1.1 Основное водозаборное устройство

Водозаборное сооружение построено на входе в оросительную систему (см. Рис. 70). Его цель - направлять воду из первоначального источника водоснабжения (озера, реки, водохранилища и т. Д.).) в оросительную систему.

Рис. 70. Заборное сооружение

5.1.2 Насосная станция

В некоторых случаях источник оросительной воды находится ниже уровня орошаемых полей. Затем необходимо использовать насос для подачи воды в систему полива (см. Рис. 71).

Рис. 71. Насосная станция

Насосы бывают нескольких типов, но в орошении чаще всего используется центробежный насос.

Центробежный насос (см. Рис. 72a) состоит из корпуса, в котором элемент, называемый рабочим колесом, вращается с приводом от двигателя (см. Рис. 72b). Вода поступает в корпус по центру через всасывающую трубу. Вода немедленно улавливается быстро вращающимся рабочим колесом и выбрасывается через напорную трубу.

Рис. 72а. Схема центробежного насоса

Рис. 72б. Центробежный насос и двигатель

Центробежный насос будет работать только тогда, когда корпус полностью заполнен водой.


5.2.1 Открытые каналы
5.2.2 Сооружения каналов


Системы транспортировки и распределения состоят из каналов, по которым вода проходит через всю систему орошения. Конструкции каналов необходимы для контроля и измерения расхода воды.

5.2.1 Открытые каналы

Открытый канал, канал или канава - это открытый водный путь, предназначенный для переноса воды из одного места в другое. Каналы и каналы относятся к основным водным путям, снабжающим водой одну или несколько ферм.Полевые канавы имеют меньшие размеры и транспортируют воду от входа в ферму на орошаемые поля.

и. Характеристики канала

По форме поперечного сечения каналы называют прямоугольными (а), треугольными (б), трапециевидными (в), круглыми (г), параболическими (д) и неправильными или естественными (е) (см. Рис. 73).

Рис. 73. Примеры поперечных сечений каналов

Наиболее часто используемое поперечное сечение канала в ирригации и дренаже - это трапецеидальное поперечное сечение.Для целей данной публикации будет рассматриваться только этот тип канала.

Типичное поперечное сечение трапециевидного канала показано на Рисунке 74.

Рис. 74. Поперечное сечение канала в форме трапеции

Надводный борт канала - это высота берега над наивысшим ожидаемым уровнем воды. Это необходимо для защиты от переполнения волнами или неожиданного подъема уровня воды.

Боковой уклон канала выражается как отношение вертикального расстояния или высоты к горизонтальному расстоянию или ширине.Например, если боковой уклон канала имеет соотношение 1: 2 (один к двум), это означает, что горизонтальное расстояние (w) в два раза больше вертикального расстояния (h) (см. Рис. 75).

Рис. 75. Боковой уклон 1: 2 (один к двум)

Нижний уклон канала отображается не на чертеже поперечного сечения, а на продольном разрезе (см. Рис. 76). Обычно выражается в процентах или промилле.

Рис. 76. Уклон дна канала

Ниже приведен пример расчета уклона дна канала (см. Также Рис.76):

или

ii. Земляные каналы

Земляные каналы просто вырывают в земле, а берега состоят из удаленной земли, как показано на Рисунке 77a.

Рис. 77а. Строительство земляного канала

К недостаткам земляных каналов относится опасность обрушения боковых откосов и потери воды из-за просачивания. Они также требуют постоянного обслуживания (рис.77b), чтобы контролировать рост сорняков и исправить ущерб, нанесенный домашним скотом и грызунами.

Рис. 77b. Содержание земляного канала

iii. Облицованные каналы

Земляные каналы можно облицовывать непроницаемыми материалами, чтобы предотвратить чрезмерное просачивание и рост сорняков (рис. 78).

Рис. 78. Обустройство канала кирпичной кладкой

Облицовка каналов также является эффективным способом борьбы с эрозией дна канала и берегов.Материалы, в основном используемые для облицовки каналов, - это бетон (в виде сборных плит или монолитных плит), кирпичная или каменная кладка и асфальтобетон (смесь песка, гравия и асфальта).

Стоимость строительства намного выше, чем земляных каналов. Техническое обслуживание каналов с облицовкой сокращается, но требуется квалифицированная рабочая сила.

5.2.2 Сооружения каналов

Расход поливной воды в каналах всегда должен находиться под контролем. Для этого требуются конструкции каналов.Они помогают регулировать поток и доставлять нужное количество воды в разные ветви системы и далее на орошаемые поля.

Существует четыре основных типа сооружений: сооружения для контроля эрозии, сооружения для контроля распределения, сооружения для пересечения и водомерные сооружения.

и. Сооружения для защиты от эрозии

а. Эрозия канала

Уклон дна канала и скорость воды тесно связаны, как показано в следующем примере.

Картонный лист поднимается с одной стороны на 2 см от земли (см. Рис. 79a). У края поднятой стороны листа помещается небольшой шарик. Он начинает катиться вниз, следуя направлению склона. Теперь край листа приподнят на 5 см от земли (см. Рис. 79b), создавая более крутой уклон. Тот же шар, помещенный на верхний край листа, катится вниз, но на этот раз намного быстрее. Чем круче наклон, тем выше скорость мяча.

Рис.79.Взаимосвязь между наклоном и скоростью

Вода, налитая на верхний край листа, действует точно так же, как мяч. Он течет вниз, и чем круче наклон, тем выше скорость потока.

Вода, текущая в крутых каналах, может достигать очень высоких скоростей. Частицы почвы вдоль дна и берегов земляного канала затем поднимаются, уносятся потоком воды и откладываются вниз по течению, где они могут заблокировать канал и заилить конструкции.Сообщается, что канал находится под эрозией; банки могут в конечном итоге обрушиться.

г. Отводные конструкции и желоба

Капельные конструкции или желоба необходимы для уменьшения уклона дна каналов, лежащих на крутых склонах, во избежание высокой скорости потока и риска эрозии. Эти конструкции позволяют построить канал в виде серии относительно плоских секций, каждая на разной высоте (см. Рис. 80).

Рис.80.Продольный разрез ряда капельных структур

Капельные структуры резко забирают воду из верхнего участка канала в нижний. В желобе вода не падает свободно, а проходит по крутому, облицованному участку канала. Желоба используются там, где существует большая разница в высоте канала.

ii. Структуры управления распределением

Структуры управления распределением необходимы для простого и точного распределения воды в оросительной системе и на ферме.

а. Ящики деления

Разделительные коробки используются для разделения или направления потока воды между двумя или более каналами или канавами. Вода поступает в ящик через отверстие с одной стороны и вытекает через отверстия с другой стороны. Эти проемы снабжены воротами (см. Рис. 81).

Рис. 81. Разделительная коробка с тремя воротами

б. Стрелочные переводы

Стрелки построены на берегу канала.Они отводят часть воды из канала в более мелкий.

Стрелочные переводы могут быть бетонными (рис. 82a) или трубными (рис. 82b).

Рис. 82а. Бетонная стрелка

Рис. 82б. Стрелка трубопровода

c. Проверки

Чтобы отвести воду из полевой канавы в поле, часто необходимо поднять уровень воды в канаве. Чеки представляют собой сооружения, размещаемые поперек канавы для временной блокировки и повышения уровня воды выше по течению.Чеки могут быть стационарными (рис. 83a) или переносными (рис. 83b).

Рис. 83а. Постоянная проверка бетона

Рис. 83b. Переносной металлический чек

iii. Переходные сооружения

Часто приходится переносить поливную воду через дороги, склоны холмов и естественные понижения. Затем требуются переходные конструкции, такие как лотки, водопропускные трубы и перевернутые сифоны.

а. Лотки Лотки

используются для переноса поливной воды через овраги, овраги или другие естественные впадины. Это открытые каналы из дерева (бамбука), металла или бетона, которые часто необходимо поддерживать опорами (рис. 84).

Рис. 84. Бетонный лоток

г. Водопроводные трубы

Кульверты используются для переброски воды по дорогам. Конструкция состоит из каменных или бетонных перегородок на входе и выходе, соединенных заглубленным трубопроводом (рис.85).

Рис. 85. Водовод

c. Сифоны перевернутые

Когда воду необходимо перебросить через дорогу, которая находится на том же уровне, что и дно канала, или ниже, вместо водопропускной трубы используется перевернутый сифон. Конструкция состоит из входа и выхода, соединенных трубопроводом (рис. 86). Перевернутые сифоны также используются для переноса воды через широкие впадины.

Рис. 86. Перевернутый сифон

iv. Водомерные сооружения

Основная цель измерения поливной воды - обеспечить эффективное распределение и применение. Измеряя расход воды, фермер знает, сколько воды применяется во время каждого полива.

В ирригационных схемах, где затраты на воду взимаются с фермера, измерение воды обеспечивает основу для оценки платы за воду.

Наиболее часто используемые водомерные сооружения - это плотины и лотки.В этих структурах глубина воды считывается по шкале, которая является частью конструкции. Используя это значение, затем рассчитывают расход по стандартным формулам или получают из стандартных таблиц, подготовленных специально для данной конструкции.

а. Водослив

В простейшем виде водослив представляет собой стену из дерева, металла или бетона с проемом фиксированного размера, вырезанным в ее краю (см. Рис. 87). Отверстие, называемое выемкой, может быть прямоугольным, трапециевидным или треугольным.

Рис. 87. Примеры водосливов

А ПРЯМОУГОЛЬНАЯ ПЛОЩАДЬ

ТРЕУГОЛЬНАЯ ПЛОЩАДЬ

А ТРАПЕЗОИДНАЯ ПЛОЩАДЬ

б. Лотки Паршалла

Лоток Паршалла состоит из металлической или бетонной конструкции канала с тремя основными секциями: (1) сужающаяся секция на верхнем по потоку конце, ведущая к (2) суженная или горловая секция и (3) расходящаяся секция на нижнем по потоку конце. (Инжир.88).

Рис. 88. Лоток Паршалла

В зависимости от условий потока (свободный поток или затопленный поток) показания глубины воды снимаются только по одной шкале (верхняя по потоку) или по обеим шкалам одновременно.

г. Режущий канал

Режущий лоток похож на лоток Паршалла, но не имеет горловины, только сужающиеся и расходящиеся секции (см. Рис. 89). В отличие от лотка Паршалла, у режущего лотка плоское дно.Поскольку его легче построить и установить, желоб с режущей кромкой часто предпочтительнее лотка Паршалла.

Рис. 89. Режущий канал


5.3.1 Поверхностное орошение
5.3.2 Дождевание
5.3.3 Капельное орошение


Есть много способов поливать поле водой. Самый простой состоит в том, чтобы поднести воду из источника питания, например, колодца, к каждому растению с помощью ведра или канистры (см.рис.90).

Рис. 90. Полив растений из ведра

Это очень трудоемкий метод и требует довольно тяжелой работы. Однако его можно успешно использовать для орошения небольших участков земли, таких как огороды, которые находятся по соседству с источником воды.

В более крупных ирригационных системах используются более сложные методы полива. Существует три основных метода: поверхностное орошение, дождевание и капельное орошение.

5.3.1 Орошение поверхностей

Поверхностное орошение - это полив полей на уровне земли. Либо все поле заливается, либо вода направляется в борозды или бордюры.

и. Полив по бороздам

Борозды - это узкие канавы, вырытые на поле между рядами сельскохозяйственных культур. Вода течет по ним по мере того, как спускается по склону поля.

Вода течет из полевой канавы в борозды, вскрывая берег или дамбу канавы (см.рис.91а) или с помощью сифонов или спиралей. Сифоны - это небольшие изогнутые трубы, по которым вода перебрасывается через берег канавы (см. Рис. 91b). Шпили - это небольшие трубы, заглубленные в берег канавы (см. Рис. 91c).

Рис. 91а. Вода поступает в борозды через отверстия в берегу

Рис. 91b. Использование сифонов

Рис. 91c. Использование шпилей

ii. Пограничный полив

При орошении по краям орошаемое поле делится на полосы (также называемые границами или пограничными полосами) параллельными дамбами или пограничными гребнями (см.рис.92).

Сброс воды из полевой канавы на границу осуществляется через затворные сооружения, называемые выходами (см. Рис. 92). Воду также можно слить с помощью сифонов или сливов. Полоса проточной воды движется вниз по склону бордюра, ориентируясь по гребням бордюра.

Рис. 92. Пограничное орошение

iii. Бассейновое орошение

Бассейны - это горизонтальные плоские участки земли, окруженные небольшими дамбами или насыпями.Берега не позволяют воде стекать на окрестные поля. Бассейновое орошение обычно используется для риса, выращиваемого на равнинах или террасах на склонах холмов (см. Рис. 93a). Деревья также можно выращивать в бассейнах, где одно дерево обычно находится в центре небольшого бассейна (см. Рис. 93b).

Рис. 93а. Бассейновое орошение на склоне горы

Рис. 93b. Бассейн для деревьев

5.3.2 Дождевание

При орошении дождеванием создаются искусственные осадки.Вода подается на поле по системе трубопроводов, в которых вода находится под давлением. Распыление осуществляется с помощью нескольких вращающихся спринклерных головок или распылительных форсунок (см. Рис. 94a) или одного спринклера пистолетного типа (см. Рис. 94b).

Рис. 94а. Дождевание с использованием нескольких вращающихся дождевальных головок или форсунок

Рис. 94б. Дождевание с использованием одинарного дождевателя

5.3.3 Капельное орошение

При капельном орошении, также называемом капельным орошением, вода направляется на поле по системе трубопроводов.На поле рядом с рядом растений или деревьев устанавливается труба. Через равные промежутки времени возле растений или деревьев в трубке проделывают дырку и снабжают ее излучателем. Через эти эмиттеры вода медленно, по капле, подается к растениям (рис. 95).

Рис. 95. Капельное орошение

Дренажная система необходима для удаления излишков воды с орошаемой земли. Этот избыток воды может быть, например, сточные воды от орошения или поверхностные стоки от дождя.Это также может быть утечка или просачивание воды из распределительной системы.

Избыточная поверхностная вода удаляется через мелкие открытые дренажные системы (см. Поверхностный дренаж, Глава 6.2.1). Избыточные грунтовые воды удаляются через глубокие открытые дренажные системы или подземные трубы (см. Подземный дренаж, Глава 6.2.2).


.Орошение

- Студенты | Britannica Kids

Введение

© aimandshoot / Fotolia Изображение любезно предоставлено Отделом наук о Земле и дистанционного зондирования, Космический центр имени Джонсона НАСА

Орошение - это искусственное водоснабжение сельскохозяйственных угодий. Его практикуют более половины фермеров в мире, потому что им нужно больше воды для выращивания сельскохозяйственных культур, чем можно получить за счет дождя. Проекты ирригации также должны предусматривать удаление излишков воды.Современное орошение и связанная с ним практика осушения вместе с внесением удобрений и механизацией привели к беспрецедентному увеличению продуктивности хозяйств.

Основные потребности

Орошение требуется при выращивании сельскохозяйственных культур везде, где количество осадков, как дождевых, так и снежных, составляет менее 10 дюймов (25 сантиметров) в год. В регионах с годовым уровнем осадков всего от 10 до 20 дюймов (от 25 до 50 сантиметров) некоторые культуры можно выращивать методами сухого земледелия, но более высокие и надежные урожаи можно получить за счет орошения.Даже в регионах с достаточным годовым количеством осадков может потребоваться орошение, если сезонное распределение таково, что сухой период наступает во время вегетационного периода. Это происходит в районах с так называемым средиземноморским климатом, таких как южная Калифорния и большая часть Италии, где зима дождливая, а лето сухое. В некоторых частях Индии и Китая летом идут сильные муссонные дожди, но посевы, выращиваемые каждый год до начала дождей, необходимо орошать. Дополнительное орошение также желательно в регионах, подверженных кратковременным засухам, даже если общее количество осадков в течение вегетационного периода может быть достаточным.

Если вода доступна на больших высотах, она может быть доставлена ​​на орошаемые земли по открытым каналам под действием силы тяжести. Если земля, подлежащая орошению, находится на более высоком уровне, чем доступная вода, необходимо использовать подъемные устройства или насосы.

Водоснабжение

Travel Montana

Самым важным элементом любой оросительной системы является надежное водоснабжение. Большинство основных ирригационных систем мира получают воду из великих рек, чьи притоки находятся в заснеженных или залитых дождем горах.Среди этих рек - Нил в Египте, Инд в Пакистане, Ганг в Индии, Хуанг Хэ (Желтая река) в Китае, Сырдарья в Казахстане, Амударья в Узбекистане и Туркменистане, а также Колорадо, Колумбия и Миссури в США. Подземные воды из глубоких колодцев также используются для орошения, особенно в пустынных странах, таких как Израиль, Кувейт и Саудовская Аравия.

Как правило, потребность в воде для орошения наиболее высока в засушливый сезон, когда сток реки самый низкий.Для обеспечения бесперебойной подачи воду необходимо хранить сезонно, а иногда и ежегодно. Путем возведения плотины создается искусственное озеро или водохранилище, из которого можно при необходимости выпускать воду. Некоторые водохранилища способны хранить миллиарды галлонов воды. Крупные плотины и связанные с ними водохранилища часто строятся для многоцелевого использования - орошения, борьбы с наводнениями, производства гидроэлектроэнергии, городского и промышленного водоснабжения и отдыха. Системы плотин и водохранилищ вдоль реки и ее притоков разработаны с целью обеспечения всестороннего и интегрированного управления водными ресурсами во всем бассейне.

Распределение

© Джим Паркин / Fotolia

Современная крупномасштабная ирригационная система состоит из основной плотины и сети водозаборных сооружений для распределения воды туда, где она необходима. К таким сооружениям относятся каналы, насосные станции и заграждения. Вода из водохранилища поступает в магистральный канал, по которому вода поступает к участкам орошения. Обычно канал идет под гору, поэтому вода течет самотеком. Если земля не имеет надлежащего уклона для самотечного потока, необходимо построить насосные станции.

Через небольшую плотину или плотину вода отводится из основного канала в систему постоянных канав, называемых отводами, которые распределяют ее по всей орошаемой площади. Эти отводы в основном представляют собой земляные канавы, и они могут терять значительное количество воды в результате испарения и просачивания. Убыток от просачивания можно предотвратить, используя водонепроницаемые покрытия из таких материалов, как асфальт, бентонит или пластиковая пленка. Потери на испарение можно устранить, если заменить кюветы трубами или трубами.Это дает дополнительное преимущество, заключающееся в сокращении потерь пахотных земель из-за канав.

Из канав или труб вода распределяется на поля по второстепенным или полевым канавам, которые могут быть временными. Чтобы контролировать поток от боковых стволов в полевые канавы, устанавливаются регулирующие затворы, называемые воротами, а чеки или временные регулирующие приспособления из металла или дерева направляют воду из полевых каналов на орошаемые участки.

Распределение оросительной воды по трубопроводам - ​​постоянным или переносным - становится все более частым.Постоянный трубопровод обычно из подземного бетона, в то время как переносные системы используют металлические или пластиковые трубы. Основное преимущество трубопроводов заключается в том, что исключаются потери на испарение и просачивание, а вода может перемещаться как под давлением, так и под действием силы тяжести. Их также не беспокоит рост водорослей. Однако широкого распространения трубопроводных систем распределения пока не произошло из-за их высокой стоимости.

Методы

Способы полива зависят от местных условий, включая топографию, поливные культуры, характер и расположение источников воды, а также дренажные характеристики почвы.По этим причинам современные методы полива сильно различаются, но они попадают в одну из пяти общих категорий: затопление, полив по бороздам, субирригация, дождевание и капельное орошение.

Затопление

При затоплении вода непрерывно покрывает поверхность орошаемого участка и удерживается там небольшими дамбами или гребнями. Орошаемые поля обычно делятся на более мелкие бассейны. Отвод воды из полевых котлованов осуществляется через сифоны или путем прорезания временных щелей через земляной гребень второстепенных канав.После наполнения таза водой фермер снимает сифоны или закрывает зазор и повторяет процедуру в следующем тазе.

Полив по бороздам

Многие культуры орошаются по бороздам, которые представляют собой канавы между гребнями, на которых высаживаются культуры. Вода, поступающая с боковых сторон, попадает в каждую борозду, срезая небольшую земляную дамбу, тем самым открывая щель. Когда вода в каждой борозде достигает желаемого уровня, подача прекращается путем повторного закрытия дамбы.Вода просачивается в почву и питает корни растений. По сравнению с затоплением этот метод более дорог в строительстве и эксплуатации. Однако это может быть оправдано для таких ценных культур, как овощи.

Субирригация

Если почвенные условия благоприятны, а уровень грунтовых вод близок к поверхности, используется субирригация или подстилочное орошение. Здесь вода доставляется в поле по канавам и просачивается в землю, чтобы поддерживать желаемый уровень грунтовых вод для питания корней растений.По сравнению с методом затопления количество поливной воды значительно уменьшается, но для субирригации также требуется вода хорошего качества с низким содержанием соли. Этот подход эффективен для нежных растений, таких как клубника, мелкие фрукты и овощи, поскольку он сохраняет верхушки растений сухими и помогает предотвратить порчу из-за гнили или плесени.

Спринклинг

Дуг Уилсон — ARS / USDA

Спринклерный метод в некоторых отношениях является наиболее удобной и эффективной системой полива.Для большинства типов спринклеров требуются трубопроводы и насосы. Воду можно поставить именно там, где она нужна, а скорость потока можно регулировать более точно, чем в других системах. Дождеватели также могут эффективно использоваться на неровной и холмистой местности без сглаживания и профилирования. Существует несколько типов дождевателей, некоторые из которых очень похожи на дождеватели для газонов. Блоки могут быть переносными, постоянными или полупостоянными.

© Ли О'Делл / Fotolia

Ротационные спринклерные системы широко используются в США.Они состоят из спринклеров, установленных на радиальном трубопроводе, поддерживаемом опорами. Башни устанавливаются на двухколесные или небольшие тележки для передвижения по полю. Трубопровод медленно вращается вокруг оси с помощью электродвигателей на каждой башне или, в самоходных системах, с помощью приводов давления воды. Одна система может орошать площадь от 24 до 260 акров (от 10 до 105 га).

Капельное орошение

© MichaelMajor / Fotolia

При капельном орошении, который был разработан в Израиле, на землю укладывают перфорированную пластиковую трубу.Перфорация предназначена для выпуска контролируемого количества воды возле корней растений. Этот метод сводит к минимуму потери воды из-за испарения и глубокого просачивания ниже уровня корней. Это практикуется в основном в районах с ограниченным водоснабжением.

Дренаж

Дренаж или удаление излишков поверхностных и грунтовых вод с орошаемых земель так же важно, как и полив. Слишком много воды в почве, вызванное чрезмерным орошением, и отсутствие надлежащего дренажа приводят к увеличению накопления солей и заболачиванию.Накопление солей, называемое засолением, происходит потому, что растения поглощают воду, но оставляют растворенные в ней соли. Кроме того, если не будет построена эффективная дренажная система, уровень грунтовых вод под полем для орошения будет постепенно повышаться и в конечном итоге может достигнуть корневой зоны, что препятствует росту растений.

Концентрация солей в воде опасна для некоторых растений, если она превышает 0,09 унции на галлон (700 миллиграммов на литр), и вредна почти для всех растений, если достигает.26 унций на галлон (2000 миллиграммов на литр). Поскольку уровень грунтовых вод приближается к поверхности и испарение увеличивает содержание соли, в конечном итоге могут возникнуть серьезные проблемы, даже если поливная вода имеет низкое содержание соли.

В некоторых ранних крупных ирригационных проектах, в основном в засушливых и полузасушливых регионах, дренажу уделялось мало, если вообще уделялось внимание. В некоторых случаях результаты были катастрофическими. Подсчитано, что в Пенджабе в Индии и Пакистане ежегодно более 100 000 акров (40 000 гектаров) земли уничтожаются засолением и заболачиванием.В несколько меньшем масштабе аналогичные проблемы возникли в Китае, Центральной Азии, Ираке и на юго-западе США.

Для предотвращения таких проблем требуются эффективные дренажные системы для удаления излишков поверхностных вод и поддержания уровня грунтовых вод ниже корневой зоны. Поверхностные воды удаляются глубокими канавами вдоль орошаемых территорий, в то время как сбор и удаление грунтовых вод осуществляется либо путем прокладки пористых водостоков под землей на глубине от 10 до 15 футов (от 3 до 5 метров), либо с помощью системы откачиваемых дренажных колодцев.

Северная Америка

США

В начале 1990-х годов более 55 миллионов акров (22 миллиона гектаров) земли в Соединенных Штатах орошались. Из этого общего количества более 90 процентов приходилось на Арканзас, Луизиану, Флориду и 17 западных штатов.

Бюро мелиорации США

Почти все великие проекты на западе Соединенных Штатов многоцелевые; орошение - лишь одна из причин их строительства. Например, огромная плотина Гувера является ключевым сооружением при освоении реки Колорадо на юго-западе Тихого океана.Эта система обеспечивает электроэнергией и светом южную Калифорнию, воду для Лос-Анджелеса и близлежащих городов, орошение сотен тысяч акров пустыни и огромную зону отдыха у водохранилища озера Мид. Система также включает Всеамериканский канал, который поставляет воду для орошения в долины Империал и Коачелла в южной Калифорнии, и проект Юма в Аризоне и Калифорнии. Другие крупные системы на Западе включают проект Центральной долины в Калифорнии и плотину Гранд-Кули и ее водохранилище на реке Колумбия в северо-центральной части Вашингтона.

Программа бассейна Миссури Пик-Слоан была утверждена в 1944 году для всестороннего и многоцелевого освоения водных ресурсов реки Миссури и ее притоков. Проект включает борьбу с наводнениями, навигацию, выработку гидроэлектроэнергии и орошение более 3 миллионов акров (1,2 миллиона гектаров) и дополнительное водоснабжение почти 700 000 акров (280 000 га). Программа включает 41 объект в 10 бассейнах притоков рек и является наиболее полной и крупной системой, разработанной после Второй мировой войны.

Канада

Большинство ирригационных проектов в Канаде осуществляется в районе Прерий, где мало осадков и часты засухи. Ирригационные работы были разработаны фермерами и другими водопользователями, железными дорогами и другими коммерческими организациями, а также правительствами провинций. Принятие Закона о реабилитации прерийных ферм 1935 года привело к тому, что правительство доминиона занялось ирригацией, разделив расходы на крупные проекты с провинциями и водопользователями.

В западной Канаде реализуется несколько крупных проектов.В южной части Альберты находятся проекты реки Св. Мэри-Милк, реки Боу и Восточного ирригационного округа. В Саскачеване есть проект развития реки Южный Саскачеван, а в Манитобе - проект Оук-Лейк. Другие системы были разработаны в центральной Британской Колумбии.

Мексика

Орошение в Мексике выросло во второй половине 20-го века до примерно 12 миллионов акров (4,9 миллиона гектаров) обрабатываемых земель. Многоцелевой проект Chicoasén на реке Грихальва - самый амбициозный проект в Мексике.Помимо выработки электроэнергии, он обеспечивает орошение более 1 миллиона акров (400 000 га).

Великие орошаемые территории мира

Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц

В начале 1990-х годов общая площадь орошаемых земель в мире оценивалась более чем в 400 миллионов акров (162 миллиона гектаров). Примерно 70 процентов приходится на Азию, 12 процентов - на Соединенные Штаты, 10 процентов - на Африку, а остальные - в Европу, Южную Америку и Австралию.

Китай

R.C. Охота / Британская энциклопедия, Inc.

Многоцелевой проект San Men на Хуанхэ в Китае - самый амбициозный проект в Азии. Помимо орошения более 3 миллионов акров (1,2 миллиона гектаров) земли, электростанция на плотине Сан-Мен вырабатывает электричество и обеспечивает борьбу с наводнениями. Другой крупный проект в Китае - плотина Миюнь на реке Янцзы, которая обеспечивает водой для орошения около 1 миллиона акров (400 000 гектаров) возделываемых земель.

Индия

Двадцать пять процентов обрабатываемых земель в Индии орошаются. Самый крупный объект, проект Бхакра-Нангал, получает воду из резервуара плотины Сатли в Бхакре и плотины Нангал в Пенджабе. Он орошает более 2 миллионов акров (800 000 га), но имеет потенциал для расширения. Также в Индии осуществляется ирригационный проект Нагарджунарсагар в Андхра-Прадеше, который включает плотину в Нандиконде на реке Кистра. Проект обеспечивает водой для орошения еще 2 миллионов акров (800 000 га).

Пакистан

Фредерик Орингер — Нэнси Палмер Агентство / Encyclopdia Britannica, Inc.

В Пакистане более 50 процентов обрабатываемых земель орошаются. Плотина Мангла на реке Джелум производит гидроэлектроэнергию и обеспечивает водой для орошения 3 миллиона акров (1,2 миллиона гектаров). Плотина Тарбела, построенная на реке Инд, производит гидроэлектроэнергию и орошает почти 4 миллиона акров (1,6 миллиона гектаров).

Европа

В Европе основные ирригационные проекты расположены на юге, в основном в Италии (7 миллионов акров [2.8 миллионов гектаров]), Франции (6,2 миллиона акров [2,5 миллиона гектаров]), Испании (5 миллионов акров [2 миллиона гектаров]) и Болгарии (2 миллиона акров [800 000 гектаров]). Отдельные проекты небольшие по сравнению с проектами в Азии. Самый крупный из них находится в Нижнем Провансе, Франция, с крупной плотиной в Кастильоне на реке Вердон. Проект включает около 600 000 акров (240 000 га) орошаемых земель.

Центральная Азия

Более 50 процентов орошаемых земель в Центральной Азии находится в Казахстане, Узбекистане и Таджикистане.Сырдарья, Амударья и их притоки обеспечивают большую часть воды. Большие плотины на реке Вахш в Нуреке и Рогуне производят электричество и обеспечивают орошение 2 миллионов акров (800 000 га).

Египет

Ирригация в Египте во многом зависит от реки Нил. Основная система контролируется Асуанской плотиной, которая производит электричество и обеспечивает водой для орошения 2,7 миллиона акров (1,1 миллиона гектаров).

Австралия

Джон Р.Brownlie / Фотоисследователи

В Австралии орошается почти 3 миллиона акров (1,2 миллиона гектаров) пахотных земель. Основные проекты находятся в юго-восточной части страны вдоль реки Мюррей и ее притоков - рек Дарлинг, Маррамбиджи и Гоулберн. Схема орошения в Австралии характеризуется централизованным распределением земли и воды, поскольку 90 процентов ирригационных проектов построены и контролируются федеральным правительством.

История

Египтяне впервые применили технику орошения примерно в 5000 году до нашей эры.Один из их первых крупных ирригационных проектов был построен примерно в 2925 году до нашей эры во время правления Менеса, основателя 1-й династии. Руины сложных ирригационных проектов, построенных 2000–4000 лет назад, все еще можно найти во многих странах Ближнего Востока. Плотина Мариб в Йемене, построенная примерно в 500 г. до н.э. для хранения воды для большой ирригационной системы, эксплуатировалась более 1000 лет. Большой ирригационный проект в китайской провинции Сычуань датируется III веком до нашей эры и используется до сих пор. Орошаемое земледелие процветало в Западном полушарии более 2000 лет назад.Инки в Перу создали развитую сельскохозяйственную цивилизацию, основанную на ирригации. Около 1200 г. индейцы хохокам в Аризоне построили обширные системы. Канавы в долине Солт-Ривер в Аризоне, построенные около 1400 года, используются сегодня.

Мормонские поселенцы в Юте основали первый крупномасштабный ирригационный проект в Соединенных Штатах в 1847 году. Когда другие поселенцы перебрались на Запад, было построено множество ирригационных сооружений. Первые были небольшими и примитивными, но позже ассоциации фермеров и коммерческих фирм создали более сложные.К 1900 году орошалось около 9,5 миллиона акров (3,8 миллиона гектаров).

В 1868 году федеральное правительство приступило к строительству заводов по обеспечению водой земель индейской резервации Мохаве в Аризоне. С принятием Закона о мелиорации в 1902 году правительство начало финансировать проекты, которые были слишком крупными для отдельных лиц, групп или даже штатов. Сегодня большинство крупных ирригационных проектов инициируются и управляются национальными правительствами.

Габор Каради

.

Смотрите также

Сделать заказ

Пожалуйста, введите Ваше имя
Пожалуйста, введите Ваш номер телефона
Пожалуйста, введите Ваше сообщение